dielektrisellä

Dielektrinen aine on sähköä eristävä materiaali, joka polarisoituu sähkökentässä. Dielektrin tehtävä eristää johtavaa kokonaisuutta ja samalla mahdollistaa sähköenergiaa varastoitavan kapasitaation. Dielektrisiä materiaaleja esiintyy sekä kiinteinä, nesteinä että kaasumaisina ja niiden ominaisuudet riippuvat lämpötilasta, taajuudesta ja rakenteesta.

Sähkökentän vaikutuksesta dielektrinen aine polarisoituu. Polarisaatio voidaan jakaa elektroniseen, orientaatiopolarisaatioon ja ioniseen polarisaatioon. Tämä muuttaa materiaalin suurempaa tai pienempää dipolijakaumaa ja siten sen permittivisyyttä. Permittivisyys ilmenee kappaleen kyvyssä tallentaa sähköenergiaa ja sitä kuvataan suhteellisella permittivisyydellä εr, sekä absoluuttisella permittivisyydellä ε = εr ε0, missä ε0 on tyhjiön permittivisyys.

Kapasitanssiin liittyen dielektrinen aine suurentaa parinlevynkondensaattorin kapasiteettia kaavalla C = εr ε0 A/d, jossa A on levyn pinta-ala ja d etäisyys. Taustalla on, että dielektrinen aine vähentää sähkökentän voimakkuutta sen sisällä ja varastoi energiaa.

Dielektrisillä on myös rajoitteita. Dielektrinen vahvuus eli kesto määrittelee suurimman sallitun sähkökentän ennen situations breakdownia. Sähkökentän vaihteluun liittyy myös häviöitä: dielektrinen kato, jonka mittaamiseen käytetään arvoa tan δ. Ominaisuudet riippuvat taajuudesta ja lämpötilasta.

Esimerkkejä materiaalikirjosta: ilma, lasi, keramiikka, muovit (esimerkiksi polypropeeni ja polyesteri), mica. Näitä käytetään kondensaattoreissa, sähkönkuljussa eristeinä sekä RF- ja korkeajänniteinstrumenteissa.